Untersuchungen mittels konventioneller Parasitologie (Flotation

Werbung
Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt (CVUA) Karlsruhe
Außenstelle Heidelberg
Abschlussbericht: Projekt Neospora caninum
01.11.2005 bis 31.12.2006
1. Projekttitel:
Untersuchungen mittels konventioneller Parasitologie
(Flotation) und Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zur Rolle des
Fuchses als möglicher Überträger von N. caninum und zur
Häufigkeit bei Wildwiederkäuern und Kleinsäugern als
mögliche Zwischenwirte in einem Wildtierzyklus
2. Fördernde Institution/Förderkennzeichen:
-Fördernde Institution:
Ministerium für Ernährung und Ländlicher Raum Baden-Württemberg
-Über Drittmittel:
Zuschuss der Tierseuchenkasse Baden-Württemberg
-Föderkennzeichen:
Projekt-Nr. 0296E
Antrag vom 26.10.2005
3. Antragnehmer und Projektleitung:
-Projektleitung:
Dr. Sauter/Frau Dr. Constantin am CVUA Karlsruhe, Außenstelle Heidelberg (Abt. 7,
Tierärztliche Diagnostik)
69115 Heidelberg, Czernyring 22 a / b
-Antragnehmer:
Dr. Uhlenbruck
Rinder-/Eutergesundheitsdienst Heidelberg der Tiersuchenkasse Baden-Württemberg
69115 Heidelberg, Czernyring 22 a / b
1
Frau Prof. Dr. Mackenstedt/ Herr Dr. Romig,
Fg. Parasitologie der Universität Hohenheim
70599 Stuttgart, Emil-Wolff-Str. 34
Dr. Schares
Institut für Epidemiologie Friedrich-Loeffler-Institut-Bundesforschungsinstitut für
Tiergesundheit (FLI)
16868 Wusterhausen, Seestrasse 55
4. Literaturhinweise:
Albrecht E., Hofmeister B., Seeger H.-J. (2004)
Neospora caninum: Beobachtungen im Rahmen von Verkalbungen beim Rind
Amtstierärztlicher Dienst und Lebensmittelkontrolle
Tierseuchen und Zoonosen
11.Jahrgang-4/2004; S: 293-296
Almeria, S., Ferrer D., Pabon M., Castella J., Manas S. (2002)
Red foxes (Vulpes vulpes) are a natural intermediate host of Neospora caninum
Vet Parasitol. Aug 22; 107(4):287-94 (2002)
Blumröder von D., Stambusch R., Labohm R., Klawonn W., Dräger K., Fasen W.,
Conraths F.J., Schares G. (2006)
Potenzielle Risikofaktoren für den serologischen Nachweis von Neospora-caninumInfektionen in Rinderherden in Rheinland-Pfalz
Tierärztliche Praxis; 34 (G): 141-7 (2006);
Schattauer GmbH
Canada N., Cavalheira J., Meireless C., Correira de Costa J., Rocha A. (2004)
Prävalenz von Neospora caninum Infektionen bei Milchkühen und ihre Konsequenzen für
das Fruchtbarkeitsmanagement
Schlütersche Verlagsgesellschaft GmbH&Co.KG
Theriogenology, 62,7,1229-1235 (2004)
Collantes-Fernandez E., Zaballos A., Alvarez-Garcia G. and Ortega-Mora L. M. (2002)
Quantitative detection of Neospora caninum in bovine aborted fetuses and experimentally
infected mice by Real-Time PCR
J. of Clinical Microbiology, (2002); S: 1194-1198
Conraths F. J. und Schares G. (2007)
Diagnostik und Epidemiologie Neospora caninum-Assoziierter Verkalbungen beim Rind
www.fli.bund.de (30.01.2007)
Conraths F.J. und Schares G. (1999)
Diagnostik und Epidemiologie Neospora caninum assoziierter Aborte beim Rind
Tierärztl Praxis; 27 (G): 145-53 (1999)
De Merschman F., Focant CLT, Losson, B. (2000)
Cattle neosporosis in Belgium: a case - control study in dairy and beef cattle.
Int.J. Parasitol. 30; 887-90 (2000)
2
Gondim L. F. P., McAllister M. M., Mateus-Pinilla N. E., Pitt W. C., Mech L. D., Nelson
M. E. (2004)
Transmission of Neospora caninum between wild and domestic animals
American Society of Parasitologists
J. Parasitol. 90(6);1361-1365 (2004)
Gondim L.F.P., Mc Allister M.M., Pitt W.C., Zemlicka D.E. (2004)
Coyotes (Canis latrans) are definitive hosts of Neospora caninum.
Int J Parasitol; 43: 159-161 (2004)
Haddad J. P. A., Dohoo I. R., VanLeewen J. A. (2005)
A review of Neospora caninum in dairy and beef cattle - a Canadian perspective
Can Vet J Volume 46, March (2005)
Ho M. S. Y., Barr B. C., Marsh A. E., Anderson M. L., Rowe J. D., Tarantal A. F.,
Hendrickx A. G., Sverlow K., Dubey J. P., and Conrad P. A. (1996)
Identification of bovine Neospora parasites by PCR amplification and specific small-subunit
rRNA sequence probe hybridization.
J.Clin.Microbiol. 34:1203-1208 (1996)
Hughes J. M., Williams R. H., Morley E. K., Cook D. A. N., Terry R. S., Murphy R. G.,
Smith J. E. and Hide G. (2006)
The prevalence of Neospora caninum and co-infection with Toxoplasma gondii by PCR
analysis in naturally occurring mammal population
Parasitology; 132, 29-36 (2006),
Kourenti C., Heckeroth A., Tenter A., Karanis P. (2003)
Development and Application of Different Methods for the Detection of Toxoplasma gondii
in Water
Applied and Environmental Microbiology
Volume 69, Nr. 1: 102-106, (2003)
Magnino S., Vigo P. G., Bandi C., Colombo M., De Giuli L., Fabbi M., and Genchi C.
(1998)
PCR diagnosis for Neospora caninum infection in aborted bovine fetuses and for
Toxoplasma gondii infection in hares and goats in Italy. Anonymous. Anonymous. Makuhari
Messe, Chiba
Japan:IX International Congress of Parasitology
1269-1271, M41 08-24 (1998)
Mayr A. K. (2004)
Neospora caninum - eine Abortursache beim Rind
Inaugural Dissertation der Tierärztlichen Fakultät der Ludwig-Maximilian-Universität
München, (2004)
Mc Allister MM, Jolley WR, Wills RA, Lindsay DS, Mc Guire AM, Tranas JD.
Oral inoculation of cats with tissue cysts of Neospora caninum
Am J Vet Res; 59: 441-4 (1998)
Rommel M., Eckert J., Kutzer E., Körting W., Schnieder T.
Veterinärmedizinische Parasitologie, 5. Auflage Parey Verlag, 157-61 und 514-5 (2000)
3
Schares G., Heydorn A. O., Cüppers A., Mehlhorn H., Geue L., Peters M., Conraths F.
J. (2002)
In contrast to dogs, red foxes (Vulpes vulpes) did not shed Neospora caninum upon feeding
of intermediate host tissues
Parasitol. Res. ; 88/1, 44-52 (2002),
Schares G., Pantchev N., Barutzki D., Heydorn A. O., Bauer C., Conraths F. J. (2005)
Oocysts of Neospora caninum , Hammondia heydorni, Toxoplasma gondii and Hammondia
hammondi in faeces collected from dogs in Germany
International Journal of Parasitology; 35:1525-1537(2005)
Schares G., Peters M., Wurm R., Tackmann K., Henning K. und Conraths F. J. (1997)
Neospora caninum verursachte Aborte in einem Rinderbestand in Nordrhein-Westfalen
Dtsch. tierärztl. Wschr. 104, 208-212 (1997)
Schares G., Tackmann K., Ziller M., Conraths F.J. (2007)
RISIKOBEWERTUNG: Rinderaborte durch Neospora caninum - Welche Gefahren gehen
von Hundekot auf Weiden aus?
www.fli.bund.de (30.01.2007)
Schares G., Conraths F.J. (2007)
Neospora caninum als Abortursache bei Rindern - Neues zur Pathogenese, Epidemiologie
und Diagnose
Praktischer Tierarzt 88: 9, 730-740 (2007)
Staubli D., Iten C., Kneubühler J:, Sager H., Müller N., Gottstein P. (2006)
Untersuchung von bovinem Sperma auf Neospora caninum-DNA mittels PCR
Schweizer Archiv für Tierheilkunde, Verlag Hans Huber, Bern
Band 148, (2006), Heft 9 S. 483-489
5. Schlagworte:
Neospora caninum-Oozysten, Neosporainfektion, Fuchskot, Wildtierzyklus,
Wildwiederkäuer, Kleinsäuger, Rinderabort
6. Kurztitel:
Neospora caninum
7. Problemstellung:
Die Berichte über seuchenhaftes Verkalben in Rinderbeständen in wissenschaftlichen
Publikationen wurde ab 2003 auch in die landwirtschaftliche Fachpresse getragen mit der
Konsequenz einer kontroversen Diskussion zwischen Landwirtschaft und Hundehaltern.
Rinderhalter in Baden-Württemberg wollten gegen Hundekot auf den Wiesen vorgehen, da
die Hunde einen einzelligen Parasiten, Neospora caninum ausscheiden, der bei den
Rindern Aborte verursacht.
Nach derzeitigem Kenntnisstand ist der Hund nur zum Teil für eine Infektion der Rinder mit
dem Erreger verantwortlich zu machen, insbesondere nur Hofhunde mit Zugang zu
4
zystentragendem Material wie Aborten und Nachgeburten bzw. roher Muskulatur.
Neospora caninum wird weltweit als bedeutender Aborterreger beim Rind angesehen
(CONRATHS und SCHARES, 1999). Infektionen mit Neospora caninum können
Verkalbungen, Totgeburten oder die Geburt lebensschwacher Kälber auslösen (De
MERSCHMAN et.al.,2000). Hunde und Kojoten ( GONDIM et. al., 2004) sind als Endwirte
von N. caninum bekannt, d.h. diese Tierarten können nach Verzehr von Körpergeweben
infizierter Zwischenwirte einige Tage lang Oozysten im Kot ausscheiden. In Europa gilt
bislang nur eine von Hunden ausgehende Futter - bzw. Trinkwasserkontamination mit
Oozysten als wichtige Quelle für postnatale Infektionen bei Rindern (BLUMRÖDER et.al.,
2006). Als ein Risikofaktor für das Auftreten von N. caninum -Infektionen in
Rinderbeständen scheint z.B. das Verhalten von Hofhunden zu sein, die ihren Kot auf den
Futtergang im Bestand absetzen (SCHARES, CONRATHS, 2007).
.
Experimente zur Überprüfung, ob auch Katzen oder Rotfüchse als Endwirte von N.
caninum fungieren könnten, verliefen negativ (MC ALLISTER MM. et.al., 1998; SCHARES
et.al.,2002). Dagegen weist der Nachweis von Zysten im Gehirn von Füchsen in Spanien
auf das Vorkommen einer natürlichen Infektion der Füchse als Zwischenwirte hin
(ALMERIA S. et al., 2002).
Nach derzeitigem Kenntnisstand soll der Hund nicht nur Endwirt sondern auch
Zwischenwirt sein können (Rommel et al., 2000).
Die Vermutung liegt daher nahe, dass auch der Fuchs als Canide, wie Hund und Kojote als
Endwirt fungieren und Oozysten ausscheiden kann. Dies könnte die bislang experimentell
nachgewiesene Infektion von Nagern mit Zysten von N. caninum erklären (Rommel et al.,
2000).
Analog zu den Untersuchungen in Kanada (HADDAD et al., 2005), sollten unsere
Untersuchungen zeigen, ob es möglicherweise einen eigenen sylvatischen (Wildtierzyklus)
zu dem bereits bekannten Haustierzyklus gibt und es die Möglichkeit des sich kreuzenden
Zyklus gibt.
Das Zwischenwirtsspektrum von N. caninum ist sehr breit. Verschiedene Wildwiederkäuer
(Rotwild, Reh, Gemse) und Kleinsäuger (experimentell: Mäuse, Kaninchen) sind als
Zwischenwirte bekannt (BOCH und SUPPERER, 2000; CONRATHS und SCHARES
Homepage FLI 2007). Derzeit ist aber noch unklar, ob es in Mitteleuropa tatsächlich einen
Wildtierzyklus von N. caninum gibt (ALMERIA et al., 2002; MAYR, 2004).
Bei Untersuchungen in Brandenburg konnte kein eindeutiger serologischer Nachweis von
Neospora-Infektionen in Hirschen und Rehwild erbracht werden (MAYR, 2004).
Serologische Befunde müssen jedoch mit aller Vorsicht interpretiert werden, da die
Spezifität der nicht validierten serologischen Verfahren nicht bekannt ist und
Kreuzreaktionen mit anderen verwandten Protozoen nicht ausgeschlossen werden können.
Zudem reagieren z. B. Hunde nach experimenteller N. caninum Infektion nicht immer
serologisch positiv (SCHARES, 2002).
Daher stellte sich die Frage, ob und welche Rolle der Fuchs in einem vermeintlichen
Wildtierzyklus als Endwirt und bei der Abortproblematik in Rinderbeständen spielt. Somit
sollte in diesem Zusammenhang ebenfalls die Rolle der Wildmäuse als potentieller
Zwischenwirt und Hauptnahrungsquelle von Füchsen beleuchtet werden (HUGHES et al.,
2006).
5
Gegenwärtiger Kenntnisstand:
In letzter Zeit hat sich wegen der Abortproblematik in Rinderhaltungsbetrieben eine
kontroverse Diskussion zwischen Landwirten und Hundehaltern entwickelt. Dabei spielt die
Frage des Infektionsrisikos durch Hunde- und auch Fuchskot eine wesentliche Rolle
(ALBRECHT et al., 2004; BLUMRÖDER et al., 2006; CANADA et al., 2004; SCHARES et al.,
1997).
Der Fuchs kommt als möglicher Überträger ins Blickfeld und Wildwiederkäuer als Träger
von Parasitenstadien unter fleischhygienischen Aspekten (GONDIM et al., 2004; HADDAD
et al., 2005). Dabei ist die Frage eines Wildtierzyklus sowie der Rolle des Fuchses als
möglichem Überträger nicht ausreichend geklärt. Neuere Arbeiten relativieren zumeist die
Rolle des Hundes (SCHARES et al., 2005; BLUMRÖDER et al., 2006; SCHARES et al.,
Homepage FLI).
Amerikanische Untersuchungen (GONDIM et.al.,2004) erklären die hohe Seroprävalenz bei
Wildtieren mit einem eigenen Wildtierzyklus. Infizierte Zystenhaltige Wildwiederkäuer
würden von Jägern in der freien Natur aufgebrochen und die Karkassen liegen gelassen,
an denen sich dann durch Fressen der Überreste Wolf und Koyote infizieren würden.
Bei Neospora caninum handelt es sich um einen einzelligen Parasiten (Protozoa), der
erstmals Ende der 80er Jahre bei Hunden in den USA nachgewiesen wurde. Dieser Parasit
gehört zum Stamm Apikomplexa, Klasse Sporozoea, Unterklasse Coccidia, Unterordnung
Eimeriina und Gattung Isosporidae. In diese Gruppe gehören unter anderem Isospora,
Toxoplasma und Hammondia. Die Ausbreitung des Parasiten erfolgt durch sogenannte
Dauerstadien (Oozysten bzw. Sporozysten) die durch den Kot in die Umwelt gelangen.
In der Zwischenzeit geht man von einer weltweiten Verbreitung aus (MAYR, 2004). Als
Endwirt und Überträger fungieren Fleischfresser (Hund, Dingo, Kojote, Fuchs) die über
ihren Kot infektiöse Stadien (Oozysten) ausscheiden. Pflanzenfresser (Rinder, Büffel,
Schafe, Ziegen, Gemsen u.a.) können wiederum Zwischenwirte darstellen (Rommel et.al.,
2000). Bei diesen kann es durch eine Infektion mit Neospora caninum zu Aborten sowie
auch zur Geburt von lebensschwachen, lebenslang infizierten Jungtieren kommen (MAYR,
2004; GONDIM et al., 2004).
Der Hund kann sowohl Endwirt als auch Zwischenwirt sein (Rommel et.al.2000). Derzeit
sind Hunde die einzig bekannten Endwirte in Europa, die über ihren Kot N. caninum Oozysten ausscheiden können (SCHARES,CONRATHS 2007).
Eine Arbeitsgruppe hat bereits experimentell überprüft, ob der Fuchs Endwirt von Neospora
caninum sein kann, jedoch mit negativem Ausgang. In diesen Experimenten schieden nur
Hunde, nicht aber Füchse Oozysten des Parasiten aus. Für den Infektionsversuch wurden
serologisch negative Farmfüchse verwendet. Diese Experimente mit negativem Ausgang
schließen jedoch nicht aus, dass z.B. andere als die dort verwendeten Neospora-Stämme
doch zu einer Ausscheidung bei Füchsen führen könnten (SCHARES et al., 2002).
Neospora caninum wird weltweit als einer der wichtigsten Abortverursacher beim Rind
beschrieben (MAYR, 2004). Der Parasit wird während einer Trächtigkeit von der latent
infizierten Mutter transplazentar auf den Feten übertragen. In den meisten Fällen wird ein
gesundes, jedoch chronisch und lebenslang infiziertes Kalb geboren. Diese Tiere können
bis zu 5 Trächtigkeiten immer wieder die Feten infizieren, indem die Gewebszysten des
Muttertieres durch die veränderte Hormon -und Immunlage reaktiviert werden (endogene
vertikale Infektion). Ohne Aufnahme von Oozysten/Sporozysten (exogene horizontale
Infektion) hält sich so eine Infektion mit Neospora caninum über Jahre in einem Bestand.
Man geht davon aus, dass in der Rinderpopulation die vertikale Übertragung endogenen
6
Ursprungs mehr als 90% des Infektionsgeschehens ausmacht. Dass es nach vertikaler
Übertragung zum Neospora-induzierten Abort kommt, stellt jedoch eine Ausnahme dar.
Horizontale Infektionen exogenen Ursprungs betreffen weniger als 10% der Fälle. In
diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, welche exogenen Infektionsquellen
grundsätzlich in Betracht kommen (STAUBLI et al., 2006; HADDAD, 2005).
8. Ziel des Projektes:
Das Projekt soll die Hypothese überprüfen, ob neben dem bekannten Haustierzyklus auch
ein Wildtierzyklus bzw. ein „cross-over Zyklus“ zwischen beiden Typen existiert.
Dafür soll zum Einen die Rolle des Fuchses als möglicher Endwirt und/oder Zwischenwirt
und zum Zweiten die Rolle der Maus als möglicher Zwischenwirt bzw. Stapelwirt untersucht
werden.
•
•
•
•
•
•
•
Durch die Untersuchung von Fuchskotproben aus Nordbaden und
Nordwürttemberg mittels modifiziertem Flotationsverfahren auf
Kokzidienoozysten und -sporozysten (Dauerstadien incl. N. caninum)
beim Nachweis:
Überprüfung mittels konventioneller PCR (Polymerase Kettenreaktion) auf
N. caninum spezifische DNA
Untersuchung von Fuchskotproben im Bereich des Echinokokkenprojektes
"Römerstein" (Gemeinden Donnstetten, Zainingen und Böhringen) mittels
modifiziertem Flotationsverfahren auf Kokzidienoozysten und -sporozysten
beim Nachweis:
Überprüfung mittels konventioneller PCR (Polymerase Kettenreaktion) auf
N. caninum spezifische DNA
Fang von Feldmäusen im Bereich des Echinokokkenprojektes "Römerstein" und
Untersuchung von Organproben mittels Realtime-PCR auf N. caninum
spezifische DNA
Untersuchung von Organproben von Füchsen und anderen Wildtieren mittels
Realtime-PCR auf N. caninum spezifische DNA
beim Nachweis von N. caninum spezifische DNA in Wildtieren/Feldmäusen:
Überprüfung regionaler Rinderhaltungsbetriebe ("Risikogebieten") hinsichtlich
Abortgeschehen und Epidemiologie, sowie Entnahme von Blutproben
werden Aussagen zu folgenden Punkten erwartet:
Prävalenz (Befallsrate) beim Fuchs (in Kotproben und Organen)
Prävalenz bei anderen Wildtieren (in Organen)
Prävalenz bei Wildmäusen (in Organen)
Prävalenz bei Rinderhaltungsbetrieben in "Risikogebieten"
9. Untersuchungsmethoden:
Material:
Mittels modifiziertem Flotationsverfahren wurden im CVUA Karlsruhe Außenstelle
Heidelberg insgesamt 2104 Fuchskotproben auf Kokzidienoozysten untersucht. Dieses
Probenmaterial stammt aus dem Tollwut-/Echinokokken-Kontrollprogramm; 329 aus
7
Nordbaden und 1775 aus Nordwürttemberg. Weiterhin wurden an der Universität
Hohenheim mittels modifiziertem Flotationsverfahren 87 Fuchskotproben aus dem Bereich
des Echinokokkenprojektes "Römerstein“ untersucht. Aus den insgesamt 2191
untersuchten Fuchskotproben wurden bei 65 Oozysten gefunden. Da es nicht möglich ist,
die gefundenen Oozysten mikroskopisch (z. B. durch Ausmessen, Morphologie etc.) im
Hinblick auf das Vorhandensein von N. caninum weiter zu differenzieren, wurden die
positiven Fuchskotproben mittels konventioneller PCR auf N. caninum spezifischer DNA
untersucht.
In diesem Projekt sind Gehirnproben von 528 Füchsen, 16 Rehen/Hirschen und 1
Wildschwein mittels Realtime-PCR auf N. caninum spezifische DNA untersucht worden.
Diese stammten ebenfalls aus dem Tollwut-/Echinokokken-Kontrollprogramm des Landes
Baden-Württemberg.
Im Bereich des Echinokokkenprojektes "Römerstein" der Universität Hohenheim wurden in
Römerstein, Wiesensteig, Feldstetten und Westernheim insgesamt 224 Wildmäuse mit
Fallen gefangen. Davon kamen 199 ganze Tiere zur Organuntersuchung und 25 Köpfe zur
Untersuchung. Es handelte sich um 198 Feldmäuse ( Microtus arvalis), 11 Schermäuse
(Arvicola terrestris), 2 Rötelmäuse (Myodes glareolus) 1 Gelbhalsmaus (Apodemus
flavicollis), 12 Spitzmäuse (Sorex araneus). Die Untersuchung der Gehirnproben erfolgte
mittels Realtime-PCR auf N. caninum spezifische DNA
Methoden:
Da mit einer geringen Häufigkeit positiver Kotproben zu rechnen ist, werden diese zunächst
mit der modifizierten Flotationstechnik untersucht und nur im positiven Fall mittels PCR
abgeklärt.
Flotations-Standardverfahren zum Nachweis von N. caninum (mod. nach
Kourenti et al., 2003):
Die Fuchskotproben sind aus Sicherheitsgründen mindestens eine Woche bei -70°C
eingefroren worden. Da ein Teil der Kotproben bereits im Echinococcus-ELISA aufbereitet
wurde, lagen diese für das Projekt in ELISA-Puffer bei -20°C tiefgefroren vor.
Für die Untersuchung der Fuchskotproben mittels Flotationsmethode wurde eine von
KOURENTI et al. 2003 an der Universität Hohenheim etablierte und am CVUA Karlsruhe
Außenstelle Heidelberg modifizierte Methode angewendet.
Der in ELISA-Puffer befindliche oder aufgetaute (mindestens eine Woche bei -70°C
gelagerte) Fuchskot wird mit ca. 10ml Leitungswasser aufgefüllt und gut durchgemischt
(Vortex 15 min). Das Kot/Wasser/(ELISA-Puffer)-Gemisch wird, um grobe Partikel
abzufiltern durch ein Sieb gegossen. Parallel dazu wird in ein 50ml FalconZentrifugenröhrchen 15ml Lösung A (1:4) vorsichtig über 15ml Lösung B (1:2) geschichtet
(Dichtegradient). Dann wird das gefilterte Gemisch vorsichtig auf den Dichtegradienten
aufgebracht. Die Proben werden bei 1.200g mit Ausschwingrotor (Auslauf ohne Bremse)
30min zentrifugiert. Die Oozysten (siehe Abb. 1und 2) befinden sich im Überstand. Die
organischen Reste sind im Pellet (am Boden des Röhrchens), das verworfen wird. Der
gesamte Überstand (ca. 40ml) wird mit einer Pipette abgenommen und mit 10ml
entionisiertem Wasser in einem 50ml Falkon-Zentrifugenröhrchen gemischt. Dieses
Gemisch wird bei 1.000g mit Ausschwingrotor (Auslauf ohne Bremse) 10min zentrifugiert.
Die Oozysten befinden sich nun im Pellet am Boden des Röhrchens. Der Überstand wird
vorsichtig mit einer Pipette oder Wasserstrahlpumpe abgenommen und verworfen. Das
8
Restvolumen sollte ca. 1ml betragen. Der Pellet wird im Restvolumen (ca. 1ml) aufgelöst
(gut schütteln oder vortexen). Aus der Flüssigkeit des Restvolumens wird ein Präparat
(1x10 l) angefertigt und mit einem Deckgläschen unter dem Mikroskop bei 400facher
Vergrößerung im Phasenkontrast (PHAKO) durchgemustert. Dabei werden die Oozysten
ausgezählt (Methode siehe Punkt 3 im Anhang 2 zum Projekt). Bei einem positiven
Ergebnis wird das verbliebene Restvolumen (ca. 1ml) bei -20°C für die nachfolgende PCR
eingefroren.
Die Positivkontrolle die zur Modifizierung der Methode und für die mikroskopische
Untersuchung herangezogen wurde, stammte vom FLI (Dr. Schares) und enthielt 1,5x105
Oozysten des Isolats „Hammondia sp. FOX 2000/1“ in Leitungswasser.
Abbildung 1:
Unsporulierte N. caninum-Oozyste (a) und unsporulierte H. heydorni-Oozyste (b) in
konzentrierter Saccharose-Lösung stark vergrößert (SCHARES, FLI)
Abbildung 2:
Sporulierte von N. caninum-Oozyste stark vergrößert (SCHARES, FLI)
Nachweis von Apicomplexa-DNA mittels PCR (mod. nach Ho et al., 1996;
Magnino et al., 1998)
Da bei der üblichen parasitologischen Untersuchungstechnik (modifizierte Flotation) die
Oocysten von N. caninum morphologisch nicht sicher von anderen, hier nicht relevanten
Parasiten (z. B. Hammondia, andere Sarcosporidien) zu unterscheiden sind, kam dazu eine
9
am FLI etablierte konventionelle PCR zur weiteren Differenzierung zum Einsatz (SCHARES
et al., 2005). Die bereits am FLI für die Matrix Hundekot etablierte Methode wurde
modifiziert. Als Ausgangsmatrix für die PCR diente das Restvolumen (ca. 1ml) der in der
Flotation Kokzidien-Oozysten positiven Fuchskotproben. Die Untersuchungen mittels PCR
wurden am FLI (Beschreibung der Methode siehe Punkt 1 im Anhang 2 zum Projekt)
durchgeführt. Diese Methode ist aufwändig und teuer.
Nachweis von N. caninum spezifische-DNA mittels Realtime-PCR:
Die Untersuchung von Organproben (Gehirn) bei Wildtieren und Wildmäusen erfolgte
mittels Realtime-PCR (Beschreibung der Methode siehe Punkt 2 Anhang 2 zum Projekt).
Die bereits für ein Sybergreen-Assay etablierte Realtime-PCR (COLLANTES-FERNANDEZ
et al., 2002) wurde in der Außenstelle Heidelberg für Taqman®sonden modifiziert, in den
Routinebetrieb eingesetzt und zur Untersuchung der Gehirnproben in diesem Projekt
verwendet.
10. Ergebnisse:
Es wurden 2191 Fuchskotproben mittels modifizierter Flotationstechnik untersucht. Davon
waren 65 positiv. Diese wurden mit Hilfe der konventionellen PCR auf N. caninum
spezifischen DNA untersucht. Die molekularbiologische Untersuchung verlief mit negativem
Ergebnis. Die 769 mittels Realtime-PCR untersuchten Gehirnproben wurden auf N.
caninum spezifischen DNA mit ebenfalls negativem Ergebnis getestet.
Die Ergebnisse zu den untersuchten Proben sind in Tabelle1 (siehe Anhang 1) dargestellt.
11. Konsequenzen für die Praxis:
Ziel dieses Projektes war es, mit Hilfe der oben genannten Untersuchungsmethoden
Aussagen zur Prävalenz (Befallsrate) für N. caninum beim Fuchs (in Kotproben und
Organen), bei anderen Wildtieren (in Organen) und der Feldmaus (in Organen) zu treffen.
Beim positiven Nachweis von Oozysten beziehungsweise N. caninum spezifische DNA in
Fuchskotproben und Organproben sollten die Rinderhaltungsbetriebe in den sogenannten
"Risikogebieten" im Zusammenhang mit der Abortproblematik in den Beständen
blutserologisch auf N. caninum-spezifischen Antikörper untersucht werden.
Mit Hilfe dieses Projektes sollten Erkenntnisse zur Rolle des Fuchses als Endwirt, sowie
das Vorhandensein eines möglichen Wildtierzyklus bei N. caninum gewonnen werden und
die Rolle der Wildmäuse als potentieller Zwischenwirt beleuchtet werden.
I
In den vorliegenden Untersuchungen konnten in den mittels Flotation und PCR
untersuchten Fuchskotproben keine N. caninum-Oozysten isoliert beziehungsweise kein
Nachweis von N. caninum spezifische DNA geführt werden.
Die vorliegenden Ergebnisse legen die Vermutung nahe, dass der Fuchs kein
Endwirt ist und somit nicht als potentieller Überträger von N. caninum in Frage
Kommt.
10
Da die modifizierte Flotationsmethode für Fuchskotproben in der Durchführung sehr
aufwändig ist und vom Betrachter eine sehr genaue Kenntnis und Übung in der
morphologischen Erkennung der Oozysten erfordert, eignet sich diese Methode nicht für
den Routinebetrieb. Hinzu kommt, dass die Fuchskotproben vor der Bearbeitung aus
Seuchenhygienischen- und Arbeitssicherheitsgründen mindestens eine Woche bei -70°C
eingefroren werden müssen. Somit wird durch morphologische Veränderungen das
Auffinden und Identifizieren der Oozysten erschwert.
Eine falsch negative Befundung der Proben nach dem Einfrierprozess wurde von den
Autoren diskutiert, jedoch nach bisher vorliegenden Erfahrungen verworfen. Es scheint
unwahrscheinlich, dass der Einfrierprozess die Stadien so stark schädigen kann, dass die
Oozystenwand zerstört wird. Die bisherigen Erfahrungen der Universität Hohenheim
belegen, dass nach dem Einfrierprozess bei - 70 Grad C zwar eine Abtötung der
parasitären Stadien erfolgt, die DNA ist über die PCR jedoch noch nachweisbar.
Die Durchführung der konventionellen PCR aus dem Restvolumen der bearbeiteten
Kotproben ist sehr kosten- und arbeitsintensiv. Demzufolge wird ein Screening der
Kotproben durch das Flotationsverfahren notwendig. Daher ist die Etablierung dieser
Methode und die Aufnahme in den Routinebetrieb derzeit nicht praktikabel.
Dagegen wird die Durchführung der Realtime-PCR zur Untersuchung von Organmaterial
(überwiegend Gehirn) bereits in der Außenstelle HD im Routinebetrieb angeboten.
Fazit:
Da die molekularbiologischen Untersuchungen der Gehirne von Wildtieren (inklusive
Fuchs)
und Wildmäusen mit negativem Ergebnis verliefen, konnte die Hypothese der Existenz
eines Wildtierzyklus und die Rolle der Wildmaus als potentieller Zwischenwirt, sowie die
Rolle des Fuchses als möglicher Überträger (Endwirt oder Zwischenwirt) von N. caninum
durch die vorliegenden Untersuchungen nicht abschließend bestätigt werden.
Eine weiterführende Untersuchung, wie von Almeria et. al., 2002 beschrieben, mit dem
Hauptaugenmerk des Zystennachweises beim Fuchs, könnte jedoch nochmals die Rolle
des Fuchses als Zwischenwirt beleuchten. Diese Fragestellung könnte in einem
gesonderten Projekt untersucht werden.
Dr. Hartmann
11
Herunterladen